$x = \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{5}}$、$y = \frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{5}}$ のとき、$\frac{y-x}{xy}$ の値を求める問題です。

代数学式の計算有理化平方根
2025/7/6

1. 問題の内容

x=317+5x = \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{5}}y=3+175y = \frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{5}} のとき、yxxy\frac{y-x}{xy} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、xxyyの分母を有理化します。
x=317+5=(31)(75)(7+5)(75)=(31)(75)75=(31)(75)2x = \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{5}} = \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{5})}{(\sqrt{7}+\sqrt{5})(\sqrt{7}-\sqrt{5})} = \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{5})}{7-5} = \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{5})}{2}
y=3+175=(3+1)(7+5)(75)(7+5)=(3+1)(7+5)75=(3+1)(7+5)2y = \frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{5}} = \frac{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{5})}{(\sqrt{7}-\sqrt{5})(\sqrt{7}+\sqrt{5})} = \frac{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{5})}{7-5} = \frac{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{5})}{2}
次に、yxy-xを計算します。
yx=(3+1)(7+5)2(31)(75)2=(3+1)(7+5)(31)(75)2y-x = \frac{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{5})}{2} - \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{5})}{2} = \frac{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{5}) - (\sqrt{3}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{5})}{2}
=(21+15+7+5)(21157+5)2=21+15+7+521+15+752= \frac{(\sqrt{21}+\sqrt{15}+\sqrt{7}+\sqrt{5}) - (\sqrt{21}-\sqrt{15}-\sqrt{7}+\sqrt{5})}{2} = \frac{\sqrt{21}+\sqrt{15}+\sqrt{7}+\sqrt{5} - \sqrt{21}+\sqrt{15}+\sqrt{7}-\sqrt{5}}{2}
=215+272=15+7= \frac{2\sqrt{15}+2\sqrt{7}}{2} = \sqrt{15}+\sqrt{7}
次に、xyxyを計算します。
xy=317+53+175=(31)(3+1)(7+5)(75)=3175=22=1xy = \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{5}} = \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{3}+1)}{(\sqrt{7}+\sqrt{5})(\sqrt{7}-\sqrt{5})} = \frac{3-1}{7-5} = \frac{2}{2} = 1
最後に、yxxy\frac{y-x}{xy}を計算します。
yxxy=15+71=7+15\frac{y-x}{xy} = \frac{\sqrt{15}+\sqrt{7}}{1} = \sqrt{7}+\sqrt{15}

3. 最終的な答え

7+15\sqrt{7}+\sqrt{15}
したがって、答えは1です。

「代数学」の関連問題

与えられた二次関数 $y = -2x^2 + 3x - 1$ の最大値を求め、そのときの $x$ の値を求める。

二次関数最大値平方完成頂点
2025/7/6

点 $(x, y)$ が連立不等式 $3x - y \ge 0$, $x - 2y \le 0$, $x + 3y - 10 \le 0$ を満たすとき、$-x + y$ の最大値と最小値を求めよ。

線形計画法不等式最大値最小値領域
2025/7/6

行列 $A = \begin{bmatrix} t+1 & 1 \\ 1 & t+1 \end{bmatrix}$ (ただし $t$ は実数) とする。連立一次方程式 $Ax = \begin{bma...

線形代数行列連立一次方程式行列式解の存在条件
2025/7/6

2次関数 $y = 3x^2$ のグラフを指定された方法で平行移動した放物線をグラフとする2次関数を $y = a(x - p)^2 + q$ の形で求めます。

二次関数平行移動グラフ放物線
2025/7/6

行列 $A = \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 3 & 1 \end{bmatrix}$ による線形写像 $y = Ax$ によって、与えられた不等式で表される領域がどのような領域に...

線形写像行列領域変換線形代数
2025/7/6

与えられた行列 $A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 1 \end{bmatrix}$ による線形写像 $y = Ax$ によって、次の不等式で表される領域がどのような領...

線形代数線形写像行列領域
2025/7/6

与えられた行列 $A = \begin{bmatrix} 1 & 3 \\ 3 & 1 \end{bmatrix}$ による線形写像 $y = Ax$ によって、以下の不等式で表される領域がどのような...

線形代数線形写像行列領域変換
2025/7/6

与えられた条件を満たすように、定数 $c$ の値を求める問題です。 (1) 関数 $y = x^2 - 12x + c$ ($3 \le x \le 8$) の最大値が $10$ である。 (2) 関...

二次関数最大値最小値平方完成
2025/7/6

与えられた行列 $A = \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 3 & 1 \end{bmatrix}$ による線形写像 $y = Ax$ によって、以下の領域がどのような領域に移るかを求...

線形写像行列線形代数領域変換
2025/7/6

関数 $y = ax + b$ ($-1 \le x \le 1$)の値域が $-3 \le y \le 1$ となるような定数 $a$, $b$ の値を求める問題です。ただし、$a < 0$ としま...

一次関数連立方程式値域
2025/7/6